Способ насосной эксплуатации скважин Советский патент 1983 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к добыче из скважин жидкостей, преимущественно нефти, и может быть использовано при эксплуатации насосных скважин, продукция которых содержит растворенный или свободный газ, а также когда продукция представлена вязкой жидкостью.

При современной эксплуатации скважин насосным способом насос располагается выше продуктивного пласта и погружен под динамический уровень жидкости или газожидкостной смеси на определенную глубину с целью избежания вредного влияния свободного газа, имеющегося у приема насоса l.

В этом случае часть свободного газа сепарируется в затрубноё пространство скважины. При этом динамический уровень жидкости всегда находится выше кровли продуктивного горизонта. В области межДУ динамическим уровнем и кровлей продуктивного горизонта находится спущенный с поверхности глубинный насос. При этом, чем на большую глубину под динамич ский уровень (до определенного предела) спущен насос, тем лучше его заполнение и выше эффективность работы. Это связано с меньшим отрицательным влиянием свободного газа.

Известен способ насосной эксплуа.тации скважин, при котором отрицательное влияние свободного газа снижается замечет его естественной сепарации у приема насоса или использованием специальных газосепарирующих устройств, расположенных в сква10жине. В этом случае сепарация свободного газа осуществляется в потоке жидкости и зависит от ряда параметров: дебит жидкости, обводненность продукции, размеры и .конструктив-ное оформление приемных или газосепарирукяцих устройств, относительная скорость пузырьков свободного газа 2.

Однако известный способ насосной

20 эксплуатации не позволяет осуществить высокоэффективную сепарацию газа в любых эксплуатационных условиях и это связано с тем, что процесс разделения свободных пузырьков га25за и жидкости осуществляется в дьижущемся потоке жидкости или газоясидкостной смеси. По мере роста вязкости добываемой продукции или с ростом газовых факторов эффсктнвность сепарации существенно снижается и насосное оборудование эксплуа тируется при такой низкой эффекти йости процесса подъема продукции д бывающих скважин, что способ насо ной эксплуатации становится экономически нерентабельным. В ряде слу чаев насосная эксплуатация станови ся невозможной вследствие блокирования глубинных насосов свободным газом и прекращения подачи жидкости. . Цель изобретения - увеличение объемного КПД насоса путем повышения эффективности сепарации свобод ного газа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включаю щем спуск в скважину под динамичес кий уровень глубинного насоса и подъем продукции скважины над днев ную и поверхность, динамический уровень устанавливают на уровне ил .ниже подошвы продуктивного горизон та, причем затрубное давление на устье скважины поддерживают равным забойному давлению. На чертеже представлена схема, поясняющая способ. Способ насосной эксплуатации скважргн осуществляе.тся следующей по ледовательностью операций. Глубинный насос обычной техноло гии спуско-подъемных операций спус кается на глубину h ниже нижней границы интервала перфорации продуктивного горизонта на 10-20 метров . Затрубное пространство соединяется со сборным коллектором через регулятор давления До и настраивается на давление на йабое добывающей скважины. Запускается в работу глубинный насос по обычной технологии запуска с параметрами, обеспечивающими зада ную производительность насоса с учетом деформации труб и штанг, рав ную производительности пласта при заданном забойном давлении. Если в результате утечек из НКТ производительность скважины ниже требуемой и давление в затрубном пространстве не вырастает до забойного, то последовательно изменяется режим работы насоса для увеличения его теоретической производитель нести по обычной технологии смены режима работы .насоса с целью компен сации утечек жидкости через негерметичность резьбовых соединений колонны НКТ. Остановки и смена насоса осущест ляются по обычной технологии эксплуатации скважин. При изменении HopNttJ отбора жидкости из пласта повторяются операции по пунктам п. 2, п. 3, п. 4. Пример. Требуется осущесть эксплуатацию скважины насосным собом при следующих данных: Заданный отбор жидкости, Q , Возможная глубина спуска насоса. Не, м (отметка подошвы продуктивного горизонта) Забойное давление, Р,.,.к, Пластовое давление. Коэффициент продуктивности, Кор, MVcyT ЙПа Газовый фактор, 150 А. Обычный способ эксплуатации ажин штанговым насосом: Затрубное давление, затр МПа . 0,1 ос диаметром, мм68 им откачки: Длина хода полированного штока, Число качаний балансира, п, 1/мин 4,5 ффициент сепарации газа у ема насоса 00,35 амический уровень, H...u, 850 1.Рассчитаем условно-теоретичеспроизводительность насоса диаром 68 м при данном режиме откачпо формуле Q,eoif K-S-n 5,223-4,5 70,5 2.Коэффициент мертвого пространа насоса принимаем равным К ,08. 3.Коэффициент утечек жидкости ченасос и в трубах принимаем(,85. 4.Рассчитаем:;; газосодержание риема насоса при Нщр, 1200 м и РзаВ 15 МП) пр5 5.Рассч;итаем газосодержание в нае. RH (при аЛ 0,35) RH Rnp( ion-o,35) 6,5 . Рассчитаем объемный КПД насо - - °7,Рассчитаем производительность оса по жидкости 0, СЦ С1теор 70,5-0,064 4,5 8.Рассчитаем фактическую произительность установки на поверхти с учетом утечек факт 3ж -4 4,5.0,85 3,83 мЗ/сут Таким образом, при обычном спо бе эксплуатации насосом диаметром 68 мм можно отбирать ж кости, т.е. заданный дебит жидкос ти (12 MS/сут) не может быть осущ ствим. Как следует из условия задачи (РОД - 27 МПа, КПР 10 )МП дебит 4,5 MVcyT будет отбираться 5 2,25 МПа, а не при РИ «5 JjT МПа. Используя метод итераций, легк показать, что максимально возможный дебит насосом 68 мм составит «ф 6,5 при 2,05 Действительно, при Рэи5 2,05 МПа 7,31 пр 2,05-10 При «# 0,35, RH 7,31 (1-0,35) 4,75 , . , ,. 1-0,08.4.75 0.62 ,р. --j. 0,108, Q 70,5 0,108 7,6 0;фо1кт 7,6 . 0,85 6,5 . Таким образом, максимально воз можный дебит, который можно получ насосом диаметром 68 мм составляе 6,5 , что почти в два раза ниже заданного. Рассмотрим максимально возможн дебит, который возможно отобрать насосом диаметром 68 мм при испол зовании специального газосепарато ра на приеме насоса. При использо вании газосепаратора коэффициент сепарации , 0,5. Аналогично рассмотренному о - ISO -7дм м Vlis To Кн.(. Q 70,5 0,136 et 9,6 9,6 V0.,85 « 8 Таким образом, даже при использов НИИ газосепарирующих устройств ма симально возможный дебит ниже зад ного. Б. Предлагаемцй способ насосно эксплуатации. Дина да еский уровень - на уровне подошвы продуктивного горизонта, Глубина спус ка нас9са, «СП м Затрубное давление, Раотр:. Забойное давление, Рзо.5 МПа1,5 Коэффициент сепарации,в0,95 Насос диаметром, мм38 Коэффициент мертвого пространства. Км,0,08 Режим откачки, S, м3 п, 1/мин4,5 1.Условно-теоретическаяпроизводительностьмелi 1,63-3,45 22 2.Коэффициент утечек ч 0,85 3.Газрсодержание на уровне продуктивного горизонта (на динамичес-. ком уровне) R -. ,/ 4.Газосодержание в насосе R RH R(1-C) 10(1-0,95) 0,5 мЗ/м 5.Объемный КПД насоса р . . :p.iMp5,o,b4 . 6.Производительность насоса по жидкости . Q. ,64 14,1 . 7.Фактическая производительность на поверхности С1фс1Хт 14,1-0,85 12 MVcyT. Таким образом, предг&гаемый способ насосной эксплуатации скважин обеспечивает заданный отбор жидкости 12 насосом диаметром 38 мм. Технико-э к ономич ее кое преимущес тво способа заключается в увеличении коэффициента полезного действия насоса и снижение себестоимости добычи нефти. Формула изобретения Способ насосной эксплуатации скважин, включающий спуск в скважину под динамический уровень глубинного насоса и подъем продукции скважи(ш на дневную поверхность, о т л и чающийся тем, что, с целью увеличения объемного КПД насоса путем повышения эффективности сепарации свободного газа, динамический уровень устанавливают на уровне или ниже подошвы продуктивного горизонта, причем затрубное давление на устье скважины поддерживают равным забойному давлению. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Адонин А.Н. Добыча нефти штанговыми насосами, М., Недра, 1979, с. 139. 2.Муравьев И.М. и др. Разработка и эксплуатация нефтяных и газд- . .вых месторождений, М., Гостоптехиздат, 1958, с. 260 (прототип).

/ЛйЛагг